新型耐高溫膠產品可牢牢粘住陶瓷與合金

　　記者12月18日從中國民航大學獲悉，該校本科生團隊研發(fā)了一種適用于氧化鋯與鈦合金的專用耐高溫膠黏劑。該膠黏劑最高耐溫可達1200℃，在室溫至1100℃范圍內的膠接強度均高于5兆帕，很好地解決了陶瓷與合金之間的高溫膠接技術難題，在航空航天領域具有廣泛的應用前景。該成果日前發(fā)表在國際期刊《今日材料通訊》上，并獲得國家發(fā)明專利授權。

　　隨著航空航天科技的發(fā)展，眾多高超音速飛行器應運而生。其中高超音速飛機在機身前緣與發(fā)動機周圍艙壁部位存在的熱防護問題，一直是制約飛機速度與安全的重要因素。

　　陶瓷基復合材料可用于制備實現(xiàn)熱防護的重要部件，其與金屬部件組合起來，對飛行器具有更好的防護效果。然而，機械連接、焊接、釬焊、傳統(tǒng)膠接等常規(guī)方式，難以保障陶瓷與合金大型部件在極端高溫環(huán)境的有效連接，而極具潛力的耐高溫膠接技術在陶瓷與合金的連接方面存在空白。

　　中國民航大學本科生團隊負責人、材料物理專業(yè)學生陳兆立介紹，耐高溫膠接是實現(xiàn)高溫部件制備、熱防護系統(tǒng)安裝和修補的重要途徑，而目前耐高溫膠多適用于陶瓷，無法適用于合金。針對陶瓷與合金之間無法鍵合、理化性質尤其是熱膨脹差異大而難以實現(xiàn)高溫連接這一技術瓶頸，陳兆立帶領團隊，利用溶膠凝膠包覆高活性多元金屬粉預制技術，改進了硅樹脂基膠黏劑制備工藝，實現(xiàn)了合金化對耐高溫膠陶瓷化進程的可控調控。團隊通過讓膠層共價鍵與金屬鍵共存，解決了陶瓷與合金無法化學相容的瓶頸。同時，通過熱膨脹系數(shù)可控調節(jié)，研究團隊最終突破了陶瓷與合金之間熱膨脹系數(shù)差異大的壁壘，實現(xiàn)了熱應力的有效緩和。

　　最終，團隊成功研發(fā)出新型耐高溫膠產品，可為氧化鋯陶瓷與鈦/鎳合金在室溫至1100℃范圍內提供5兆帕及以上膠接強度。該產品顯示出良好的高溫機械性能，具有良好的熱穩(wěn)定性與抗氧化性。該產品還適用于鈦/鎳合金與氧化鋁纖維布/氈、氣凝膠、高溫玻璃之間的連接。

　　據(jù)了解，目前研發(fā)產品已應用于航天材料與工藝研究所、天津大學材料學院等多家單位的預研項目中，包括柔性傳感器的搭建、隔熱氈的安裝等。陳兆立說，未來該產品有望在空天飛機、高超音速民機、核電站熱防護、鋰電池熱失控防護等多領域進行應用。